Système permettant de simuler et de contrôler les signaux émis par une chambre de projection temporelle - DUMAS - Dépôt Universitaire de Mémoires Après Soutenance Accéder directement au contenu
Mémoires Année : 2012

System for simulation and control signals from a time projection chamber

Système permettant de simuler et de contrôler les signaux émis par une chambre de projection temporelle

Résumé

The ALICE experiment (A Large Ion Collider Experiment) of the large Hadron Collider (LHC) at CERN (European Council for Nuclear Research), explores a primordial state of matter that existed in the earliest moments of our universe: Quark Gluon Plasma (QGP). The time projection chamber (TPC) is the main sub-detector to record the trajectory of particles produced by collisions between the ions accelerated by the LHC. To improve the data acquisition system of the detector it is necessary to develop a system to simulate the particles tracks in a controlled manner and use this to stimulate the front end electronics. The aim of the project is to design a system to simulate a complete TPC sector, comprising 15448 channels. The channels are grouped by 128 and connected to the front end electronics cards. The large number of channels and the use of the real electronic in a confined space required special solutions. Techniques to reduce the size and cost while maintaining good accuracy had to be used. To simulate the detector, the system is built around a core module consisting of a pulse generator with 128 independent channels and connected to each front end electronic card. Each channel can generate an analog pulse of variable amplitude and offset relative to the reference time, all parameters are controlled digitally. The configuration of the entire system, of 121 pulser modules is through a CAN bus network and a graphical user interface residing on a PC.
L’expérience ALICE (A Large Ion Collider Experiment) du grand collisionneur de hadrons (LHC) au CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) explore un état primordial de la matière qui a existé dans les tous premiers instants de notre univers : le plasma de quarks de gluons (QGP). La chambre de projection temporelle (TPC), principal sous-détecteur, permet d’enregistrer la trajectoire des particules issues des collisions entre les ions accélérés par le LHC. Afin d’améliorer le système d’acquisition de données du détecteur, il est nécessaire de développer un système permettant de le simuler, donc de s’affranchir du caractère aléatoire des collisions, tout en utilisant l’électronique frontale de ce même détecteur. Le projet final prévoit de concevoir un système permettant de simuler un secteur de la TPC, soit un total de 15448 canaux. Les canaux sont regroupés par 128 et connectés aux cartes de l’électronique frontale. Le grand nombre de canaux ainsi que l’utilisation de l’électronique réelle dans un espace restreint ont nécessité des solutions particulières. Des techniques visant à réduire l’encombrement et les coûts tout en gardant une bonne précision ont dû être employées. Pour simuler le détecteur, le système s’articule autour d’un module de base, c'est-à dire un générateur d’impulsion possédant 128 canaux indépendants les un des autres et qui peut se connecter sur chaque carte de l’électronique frontale. Chaque canal peut générer une impulsion analogique d’amplitude variable et décalée par rapport à un temps de référence, l’ensemble des paramètres étant contrôlé numériquement. La configuration de l’ensemble du système, soit 121 modules d’impulsions, se fait au travers d’un réseau bus CAN et d’une interface homme-machine résidant sur un PC.
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Dates et versions

dumas-01086455 , version 1 (24-11-2014)

Identifiants

  • HAL Id : dumas-01086455 , version 1

Citer

Antoine Junique,. Système permettant de simuler et de contrôler les signaux émis par une chambre de projection temporelle. Automatique / Robotique. 2012. ⟨dumas-01086455⟩
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